Номер 3, страница 109, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 3. Определите формулу углеводорода, массовая доля водорода в котором составляет 14,3%. Относительная плотность этого вещества по водороду равна 21.

Ответ: $C_3H_6$

Дано:

Углеводород $C_xH_y$

Массовая доля водорода $\omega(H) = 14,3\% = 0,143$

Относительная плотность по водороду $D_{H_2}(C_xH_y) = 21$

Найти:

Формулу углеводорода - $C_xH_y$

Решение:

1. Найдем молярную массу искомого углеводорода ($M(C_xH_y)$). Относительная плотность газа по водороду ($D_{H_2}$) показывает, во сколько раз молярная масса этого газа больше молярной массы водорода ($M(H_2)$).

$D_{H_2}(C_xH_y) = \frac{M(C_xH_y)}{M(H_2)}$

Молярная масса водорода $M(H_2) = 2 \times Ar(H) = 2 \times 1 = 2 \text{ г/моль}$.

Отсюда молярная масса углеводорода:

$M(C_xH_y) = D_{H_2}(C_xH_y) \times M(H_2) = 21 \times 2 = 42 \text{ г/моль}$.

2. Зная молярную массу углеводорода и массовую долю водорода, найдем количество атомов водорода (индекс $\text{y}$) в молекуле. Массовая доля элемента в соединении определяется по формуле:

$\omega(H) = \frac{y \times Ar(H)}{M(C_xH_y)}$

где $Ar(H)$ - относительная атомная масса водорода, равная 1 а.е.м.

Выразим $\text{y}$:

$y = \frac{\omega(H) \times M(C_xH_y)}{Ar(H)} = \frac{0,143 \times 42}{1} = 6,006$

Так как число атомов должно быть целым, округляем до ближайшего целого: $y=6$.

3. Углеводород состоит только из углерода и водорода, поэтому массовая доля углерода будет:

$\omega(C) = 100\% - \omega(H) = 100\% - 14,3\% = 85,7\% = 0,857$.

4. Аналогично пункту 2, найдем количество атомов углерода (индекс $\text{x}$) в молекуле. $Ar(C) = 12$ а.е.м.

$x = \frac{\omega(C) \times M(C_xH_y)}{Ar(C)} = \frac{0,857 \times 42}{12} = \frac{35,994}{12} \approx 3$

Таким образом, $x=3$.

5. Молекулярная формула углеводорода – $C_3H_6$.

Проверим: $M(C_3H_6) = 3 \times 12 + 6 \times 1 = 36 + 6 = 42 \text{ г/моль}$. Это соответствует вычисленной молярной массе.

Массовая доля водорода в $C_3H_6$: $\omega(H) = \frac{6 \times 1}{42} = \frac{1}{7} \approx 0,1428$ или $14,28\%$, что соответствует условию задачи (14,3%).

Ответ: $C_3H_6$